华中科技大学机械设计6-轴设计ppt课件.ppt

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1、机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计轴设计6-1 概概 述述一、轴的功用一、轴的功用 支撑回转零件支撑回转零件 传递运动和转矩传递运动和转矩二、轴的类型二、轴的类型 心轴心轴 只承受弯矩只承受弯矩 传动轴传动轴 只承受转矩只承受转矩 转轴转轴 既受弯矩、又受转矩既受弯

2、矩、又受转矩按受载按受载 直直 轴轴 曲曲 轴轴按轴心线按轴心线其其 他他挠性钢丝轴挠性钢丝轴转动心轴转动心轴固定心轴固定心轴MMMMT TT TT TT TMMMM机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2 2、强度问题、强度问题 防止轴发生疲劳断裂防止轴发生疲劳断裂3 3、刚度问题、刚度

3、问题 防止轴发生过大的弹性变形防止轴发生过大的弹性变形4 4、振动稳定性问题、振动稳定性问题 防止轴发生共振防止轴发生共振三、轴设计时所要解决的主要问题三、轴设计时所要解决的主要问题1 1、结构问题、结构问题 确定轴的形状和尺寸确定轴的形状和尺寸6-2 轴的结构设计轴的结构设计几个术语：几个术语：轴头轴头与与轮毂轮毂相配的相配的部分部分轴身轴身连接轴颈与轴连接轴颈与轴头部分头部分轴颈轴颈 轴头轴头 轴身轴身 第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计轴颈轴颈与轴承相配的与轴承相配的部分部分机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经

4、济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。轴的结构应满足的基本要求：轴的结构应满足的基本要求：加工工艺性要好加工工艺性要好,材料省、重量轻材料省、重量轻便于轴上零件装拆便于轴上零件装拆轴上零件要有准确的定位轴上零件要有准确的定位轴上零件要有可靠的固定轴上零件要有可靠的固定尽量减少应力集中尽量减少应力集中一、加工工艺要求一、加工工艺要求一、加工工艺要求一、加工工艺要求光轴光轴 等强度轴等强度

5、轴 阶梯轴阶梯轴 第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计d机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。车削车削车削车削 倒角倒角 加工方法不同，轴的结构也可能不同加工方法不同，轴的结构也可能不同二、装拆要求二、装拆要求二、装拆要求二、装拆要求 装拆应方便：装拆应方便：不同的装拆方案，

6、得到不同结构；不同的装拆方案，得到不同结构；不同的装拆方案，得到不同结构；不同的装拆方案，得到不同结构；轴的直径应圆整成标准值。轴的直径应圆整成标准值。查查查查机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计“一般标准一般标准一般标准一般标准”。第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计加工螺纹应加工螺纹应有退刀槽有退刀槽 键槽靠近零键槽靠近零件装入端件装入端 轴上键槽应处于同一加工方向，且宽度尽可能相等。轴上键槽应处于同一加工方向，且宽度尽可能相等。r倒角、倒角、导向锥面导向锥面；磨削磨削磨削磨削 砂轮越程槽砂轮越程槽 机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力

7、发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。定位定位 使轴上零件处于准确的工作位置；使轴上零件处于准确的工作位置；轴肩或轴环轴肩或轴环三、轴上零件的轴向定位和固定三、轴上零件的轴向定位和固定三、轴上零件的轴向定位和固定三、轴上零件的轴向定位和固定固定固定 使轴上零件牢固地保持这一位置，使轴上零件牢固地保持这一位置，防止轴上零件工作时发生轴向蹿

8、动。防止轴上零件工作时发生轴向蹿动。常用的轴向定位和固定方法：常用的轴向定位和固定方法：定位轴肩：定位轴肩：h(23)C 或或 (23)R非定位轴肩：非定位轴肩：h12 mm，作用是便于轴上零件的装拆，作用是便于轴上零件的装拆为保证定位准确，为保证定位准确，C 或或 R r 轴环宽度一般取：轴环宽度一般取：b 1.4 h 圆整成整数圆整成整数滚动轴承的定位轴肩高度滚动轴承的定位轴肩高度滚动轴承的定位轴肩高度滚动轴承的定位轴肩高度 h h 应小于轴承内圈厚度，应小于轴承内圈厚度，应小于轴承内圈厚度，应小于轴承内圈厚度，以便拆卸轴承，具体尺寸查滚动轴承标准以便拆卸轴承，具体尺寸查滚动轴承标准以便拆

9、卸轴承，具体尺寸查滚动轴承标准以便拆卸轴承，具体尺寸查滚动轴承标准第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计C C 孔边倒角宽度孔边倒角宽度孔边倒角宽度孔边倒角宽度R R 孔边圆角半径孔边圆角半径孔边圆角半径孔边圆角半径 轴过渡圆角半径轴过渡圆角半径机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补

10、指标。套套 筒筒轴端挡圈轴端挡圈弹性挡圈弹性挡圈圆圆 螺螺 母母锥锥 面面对轴上零件起固定作用。对轴上零件起固定作用。常用于近距离的两个零件间的固定。常用于近距离的两个零件间的固定。用于轴上两零件距离较远时，或轴端。用于轴上两零件距离较远时，或轴端。需切制螺纹，削弱了轴的强度。需切制螺纹，削弱了轴的强度。需切环槽，削弱了轴的强度。需切环槽，削弱了轴的强度。承受不大的轴向力。承受不大的轴向力。用于固定轴端零件，能承受较大的轴向力。用于固定轴端零件，能承受较大的轴向力。常与轴端挡圈配合使用。常与轴端挡圈配合使用。注意：注意：采用这些方法固定采用这些方法固定轴上零件时，为保轴上零件时，为保证固定可靠

11、，证固定可靠，应使：应使：轴头长度比轴头长度比轮毂宽度短轮毂宽度短23mm即：即：lB-(23)第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。平平 键键问题：问题：四、轴上零件的周向固定四、轴上零件的周向固定四、轴上零件的周向固定四、轴上零件的周向

12、固定目的目的 防止轴上零件与轴发生相对转动，以传递转矩。防止轴上零件与轴发生相对转动，以传递转矩。常用的周向固定方法常用的周向固定方法：花花 键键紧定螺钉紧定螺钉滚动轴承是否需要用键作周向固定？滚动轴承是否需要用键作周向固定？五、提高轴的强度五、提高轴的强度五、提高轴的强度五、提高轴的强度 减小应力集中减小应力集中截面变化不要过大；适当加大过渡圆角半径。截面变化不要过大；适当加大过渡圆角半径。或采用：或采用：凹切圆角凹切圆角过渡肩环过渡肩环减载槽减载槽第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计过盈配合过盈配合机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热

13、汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。改善轴的受力状况改善轴的受力状况改变轴上零件的结构或布置，使轴的受载减小。改变轴上零件的结构或布置，使轴的受载减小。六、结构设计示例六、结构设计示例第六章第六章 轴设计轴的结构设计轴设计轴的结构设计机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热

14、锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。6-3 轴的强度计算轴的强度计算应力分析：应力分析：弯曲应力弯曲应力b 扭剪应力扭剪应力T 第六章第六章 轴设计轴的强度计算轴设计轴的强度计算 对称循环变应力；对称循环变应力；循环特征根据实际循环特征根据实际TP anmaxmin对称循环变应力对称循环变应力（转轴转轴转轴转轴或或转动心轴转动心轴转动心轴转动心轴）tO a a轴单向、平稳转动：轴单向、平稳转动：振动、频繁启动或情况不

15、明：振动、频繁启动或情况不明：轴经常双向运转：轴经常双向运转：T T 为静应力为静应力为静应力为静应力 T T 为脉动循环变应力为脉动循环变应力为脉动循环变应力为脉动循环变应力 T T 为对称循环变应力为对称循环变应力为对称循环变应力为对称循环变应力Tb情况而定情况而定机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准

16、执行，并增补指标。计算方法：计算方法：按扭转强度计算按扭转强度计算 按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算 安全系数法计算安全系数法计算一般的轴一般的轴一、按扭转强度计算一、按扭转强度计算一、按扭转强度计算一、按扭转强度计算扭剪应力：扭剪应力：第六章第六章 轴设计轴的强度计算轴设计轴的强度计算只考虑转矩只考虑转矩只考虑转矩只考虑转矩 T T 对轴强度的影响对轴强度的影响对轴强度的影响对轴强度的影响重要的轴重要的轴根据强度条件根据强度条件根据强度条件根据强度条件确定轴危险截确定轴危险截确定轴危险截确定轴危险截面的直径面的直径面的直径面的直径 d d强度计算的主要目的强度计算的主要目的 防止疲劳断裂

17、防止疲劳断裂常见失效形式：常见失效形式：疲劳断裂、塑性变形、过大的弹性变形。疲劳断裂、塑性变形、过大的弹性变形。用于传动轴或初算转轴直径用于传动轴或初算转轴直径用于传动轴或初算转轴直径用于传动轴或初算转轴直径轴的抗扭轴的抗扭剖面系数剖面系数机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。对于转轴，扭

18、转强度公式一般用来对于转轴，扭转强度公式一般用来初算轴的直径初算轴的直径初算轴的直径初算轴的直径，扭转强度设计式扭转强度设计式:令其为系数令其为系数 C系数系数 C 与轴的材料和承载情况有关，与轴的材料和承载情况有关，查表查表6-3。弯矩相对转矩较小或只受转矩时，弯矩相对转矩较小或只受转矩时，C 取小值。取小值。若该轴段同一剖面上有一个键槽，若该轴段同一剖面上有一个键槽，d 值增大值增大5%,弯矩较大时，弯矩较大时，C 取大值。取大值。计算出的计算出的 d 作为作为受扭段的最小直径受扭段的最小直径受扭段的最小直径受扭段的最小直径 d dminmin。注意：注意：有有两个键槽两个键槽，增大，增大

19、10%。第六章第六章 轴设计轴的强度计算轴设计轴的强度计算危险截面的轴径危险截面的轴径:机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。既考虑弯矩又考虑转矩，比前法精确。既考虑弯矩又考虑转矩，比前法精确。二、按弯扭合成强度计算二、按弯扭合成强度计算二、按弯扭合成强度计算二、按弯扭合成强度计算需已知：

20、需已知：轴的支反力作用点、外载荷的大小及位置。轴的支反力作用点、外载荷的大小及位置。弯、扭联合作用时，采用第三强度理论弯、扭联合作用时，采用第三强度理论则轴危险截面上的当量应力：则轴危险截面上的当量应力：对于直径为对于直径为 d 的实心轴：的实心轴：第六章第六章 轴设计轴的强度计算轴设计轴的强度计算 用于转轴用于转轴用于转轴用于转轴轴危险截轴危险截轴危险截轴危险截面的弯矩面的弯矩面的弯矩面的弯矩F FT T（其他情况的（其他情况的（其他情况的（其他情况的 W W、WWT T 查表查表查表查表 6 62 2）b b T T轴的抗弯轴的抗弯轴的抗弯轴的抗弯剖面系数剖面系数剖面系数剖面系数机械设计机

21、械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。由于由于 b 与与 T 的循环特征可能不同，需引进的循环特征可能不同，需引进折合系数折合系数将将 T 折合成对称循环变应力。折合成对称循环变应力。则强度条件为：则强度条件为：当量弯矩当量弯矩当量弯矩当量弯矩折合系数折合系数的取值：的取值：对于不变的转矩，对于不变

22、的转矩，T 看成静应力：看成静应力：频繁启动、振动或情况不明，频繁启动、振动或情况不明，经常双向运转，经常双向运转，T 看成对称循环：看成对称循环：对称循环变对称循环变应力下的许应力下的许用弯曲应力用弯曲应力第六章第六章 轴设计轴的强度计算轴设计轴的强度计算 T 看成脉动循环：看成脉动循环：机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联

23、合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。设计式：设计式：设计式：设计式：6-4 轴设计步骤和方法轴设计步骤和方法1、根据功率、根据功率 P 和转速和转速 n，用扭转强度，用扭转强度公式初算受扭段的最小直径公式初算受扭段的最小直径 dmin。2、根据初算轴径，进行轴的结构设计。、根据初算轴径，进行轴的结构设计。3、按弯扭合成强度校核轴的危险截面。、按弯扭合成强度校核轴的危险截面。N第六章第六章 轴设计轴的设计步骤轴设计轴的设计步骤若危险截面有键槽，则将轴径若危险截面有键槽，则将轴径加大加大,方法同前。方法同前。-1 b 据材料查表据材料查表 6-1对轴作受力分析，求出危对轴作受力分析，求出危险截

24、面的险截面的 M M、T T 及及及及 对于心轴：对于心轴：T 0，McaM机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计轴的设计步骤轴设计轴的设计步骤将将 dmin 圆整成标准直径（查圆整成标准直径（查机械设计课程设计机械设计课程设计）受扭段受扭段受扭段最小受扭段最小直径直径

25、 dmin（有一个键槽，（有一个键槽，dmin增大增大5）机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计轴的设计步骤轴设计轴的设计步骤危险截面：危险截面：危险截面：危险截面：Mca 最大的截面；最大的截面；画出空间受力图，求出支反力；画出空间受力图，求出支反力；作铅垂面受力图和

26、水平面受力图；作铅垂面受力图和水平面受力图；作铅垂面和水平面弯矩图作铅垂面和水平面弯矩图MV、MH；求合成弯矩：求合成弯矩：求危险截面的当量弯矩：求危险截面的当量弯矩：或靠近或靠近Mcamax ，直径较小的截面直径较小的截面。按弯扭合成强度条件校核：按弯扭合成强度条件校核：危险截面危险截面直径直径强度不足时适强度不足时适强度不足时适强度不足时适当增大轴径当增大轴径当增大轴径当增大轴径 作出转矩图；作出转矩图；不要忽视不要忽视Fa引起的弯矩引起的弯矩注意弯矩突变注意弯矩突变的方向的方向McaAMca(a)Mca(a)（h h）注意该截注意该截面的转矩面的转矩R RHAHAR RHBHBR RVB

27、VBR RVAVA注意各分力方注意各分力方向的判断向的判断机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例例：设计一单级圆柱齿轮减速器的输入轴。已知：输入功例：设计一单级圆柱齿轮减速器的输入轴。已知：输入功例：设计一单级圆柱齿轮减速器的输入轴。已知：输入功例

28、：设计一单级圆柱齿轮减速器的输入轴。已知：输入功率率率率P P15kW15kW，输入轴转速，输入轴转速，输入轴转速，输入轴转速n n700r/min700r/min，单向运转，载荷有，单向运转，载荷有，单向运转，载荷有，单向运转，载荷有冲击，小齿轮宽度冲击，小齿轮宽度冲击，小齿轮宽度冲击，小齿轮宽度b b80mm80mm，齿数，齿数，齿数，齿数z z1 12727，法面模数，法面模数，法面模数，法面模数mmn n5mm5mm，螺旋角，螺旋角，螺旋角，螺旋角 922 922，输入轴端的，输入轴端的，输入轴端的，输入轴端的V V带轮的轮毂宽度带轮的轮毂宽度带轮的轮毂宽度带轮的轮毂宽度L L90mm

29、90mm，压轴力，压轴力，压轴力，压轴力F FQQ1800N1800N。解：解：1、选择轴的材料、选择轴的材料电动机电动机n n本例中小功率，转速不高，故选本例中小功率，转速不高，故选45钢，调质钢，调质查表查表6-1得，得，b650 MPa，s360 MPa，-1300MPa，-1155 MPa，-1b60MPa。2、按扭转强度初算最小轴径、按扭转强度初算最小轴径查查表表6-3，因弯矩较大，取，因弯矩较大，取C118。有单键槽，增大有单键槽，增大5查查查查机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计P73P73，取标准直径取标准直径取标准直径取标准直径d dminmin3

30、5 mm35 mm机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例3、进行轴的结构设计、进行轴的结构设计装配方案：小齿轮从左端装入。装配方案：小齿轮从左端装入。确定各轴段直径：由确定各轴段直径：由d dminmin入手，考虑轴上零件装拆入手，考虑轴上零件装拆

31、与与与与之间是定位轴之间是定位轴之间是定位轴之间是定位轴肩，取肩，取肩，取肩，取d d2 242mm42mm与与与与之间是非定位之间是非定位之间是非定位之间是非定位轴肩，取轴肩，取轴肩，取轴肩，取d d3 345mm 45mm 取取取取d d4 450mm 50mm 是定位轴环，取是定位轴环，取是定位轴环，取是定位轴环，取d d5 560mm 60mm d d7 7d d3 345mm 45mm d d6 6取决于轴承定位尺寸取决于轴承定位尺寸取决于轴承定位尺寸取决于轴承定位尺寸初选轴承为初选轴承为初选轴承为初选轴承为7209C7209C，查手册查手册查手册查手册P119P119知内圈定位知内

32、圈定位知内圈定位知内圈定位尺寸尺寸尺寸尺寸d d6 6 52 mm52 mmn n机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例各轴段长度：各轴段长度：各轴段长度：各轴段长度：7209C7209C外径外径外径外径85mm85mm，宽度宽度宽度宽度19mm1

33、9mm和和和和自然确定自然确定自然确定自然确定 比带轮窄比带轮窄比带轮窄比带轮窄 2mm2mm，取取取取88mm88mm轴环轴环轴环轴环 宽度宽度宽度宽度b b1.41.4h,h,1.451.457mm7mm的长度与轴承座宽度及轴承盖的长度与轴承座宽度及轴承盖的长度与轴承座宽度及轴承盖的长度与轴承座宽度及轴承盖尺寸有关，暂定为尺寸有关，暂定为尺寸有关，暂定为尺寸有关，暂定为 40mm40mm与机座尺寸有关，与机座尺寸有关，与机座尺寸有关，与机座尺寸有关，确定轴承跨距确定轴承跨距确定轴承跨距确定轴承跨距的长度等于轴承的长度等于轴承的长度等于轴承的长度等于轴承宽（含砂轮越程槽）宽（含砂轮越程槽）宽

34、（含砂轮越程槽）宽（含砂轮越程槽）比齿轮窄比齿轮窄比齿轮窄比齿轮窄 2mm2mm，取取取取78mm78mm轴向及周向固定：轴向及周向固定：轴向及周向固定：轴向及周向固定：轴端挡圈固定带轮轴端挡圈固定带轮轴端挡圈固定带轮轴端挡圈固定带轮套筒固定齿轮，其外径同轴段套筒固定齿轮，其外径同轴段套筒固定齿轮，其外径同轴段套筒固定齿轮，其外径同轴段两键槽置于同一方向，轴端倒角两键槽置于同一方向，轴端倒角两键槽置于同一方向，轴端倒角两键槽置于同一方向，轴端倒角轴承盖固定整个轴系轴承盖固定整个轴系轴承盖固定整个轴系轴承盖固定整个轴系机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热

35、汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例4 4、受力分析、受力分析、受力分析、受力分析 计算齿轮各分力计算齿轮各分力计算齿轮各分力计算齿轮各分力齿轮分度圆直径：齿轮分度圆直径：齿轮分度圆直径：齿轮分度圆直径：输入轴的转矩：输入轴的转矩：输入轴的转矩：输入轴的转矩：圆周力：圆周力：圆周力：圆周力：径向力：径向力：径向力：径向力：

36、轴向力：轴向力：轴向力：轴向力：电动机电动机n n机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例 画空间受力简图画空间受力简图画空间受力简图画空间受力简图注意各力方向的判断注意各力方向的判断注意各力方向的判断注意各力方向的判断 画铅垂面及水平面受力图画铅垂

37、面及水平面受力图画铅垂面及水平面受力图画铅垂面及水平面受力图 求支反力求支反力求支反力求支反力n n不要忽视不要忽视Fa引引起的弯矩起的弯矩“”号表示与号表示与假设方向相反假设方向相反机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例5 5、画弯距图、转矩图、

38、画弯距图、转矩图、画弯距图、转矩图、画弯距图、转矩图 计算并画出铅垂面弯距图计算并画出铅垂面弯距图计算并画出铅垂面弯距图计算并画出铅垂面弯距图a aa a 截面弯距有突变截面弯距有突变截面弯距有突变截面弯距有突变a aa a左截面：左截面：左截面：左截面：a aa a右截面：右截面：右截面：右截面：支点支点支点支点A A处：处：处：处：计算并画出水平面弯距图计算并画出水平面弯距图计算并画出水平面弯距图计算并画出水平面弯距图注意弯矩突注意弯矩突变的方向变的方向机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以

39、及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例 求合成弯距求合成弯距求合成弯距求合成弯距a aa a 左截面：左截面：左截面：左截面：作出转矩图作出转矩图作出转矩图作出转矩图轴单向运转，载荷有冲击，取轴单向运转，载荷有冲击，取轴单向运转，载荷有冲击，取轴单向运转，载荷有冲击，取 0.60.6a aa a 右截面：右截面：右截面：右截面：McaAMca(a)Mca(a)（h h）计算当量弯距计

40、算当量弯距计算当量弯距计算当量弯距A A处：处：处：处：注意该截注意该截面的转矩面的转矩截面右侧截面右侧 T0机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计综合示例轴设计综合示例6 6、按弯扭合成强度校核危险截面、按弯扭合成强度校核危险截面、按弯扭合成强度校核危险截面、按弯扭合

41、成强度校核危险截面McaAMca(a)Mca(a)（h h）危险截面：危险截面：靠近靠近靠近靠近MMcamaxcamax，直径较小的截面；，直径较小的截面；，直径较小的截面；，直径较小的截面；应力集中较大的截面。应力集中较大的截面。应力集中较大的截面。应力集中较大的截面。MMca ca 最大的截面；最大的截面；最大的截面；最大的截面；A A处处处处MMcaca最大，属危险截面最大，属危险截面最大，属危险截面最大，属危险截面有键槽时有键槽时,查表查表6-26-2强度满足要求。强度满足要求。机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统

42、计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计小结轴设计小结本本本本 章章章章 小小小小 结结结结 轴的分类轴的分类按轴心线：按轴心线：直轴直轴、曲轴、曲轴按按 受受 载：载：心轴心轴(弯矩弯矩)、传动轴、传动轴(转矩转矩)、转轴、转轴(弯、转弯、转)轴的结构设计（阶梯轴）轴的结构设计（阶梯轴）目的：目的：合理确定各轴段的直径和长度合理确定各轴段的直径和长度影响结构的要素：影响结构的

43、要素：轴上零件的定位和固定方法；装配方轴上零件的定位和固定方法；装配方法；轴的加工方法；载荷的大小及位置；强度要求等法；轴的加工方法；载荷的大小及位置；强度要求等定位和固定方法：定位和固定方法：轴肩、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴轴肩、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈、锥面等；注意各种固定件的特点和应用场合端挡圈、锥面等；注意各种固定件的特点和应用场合几个具体问题：几个具体问题：有配合处的轴径取标准值；非定位轴肩有配合处的轴径取标准值；非定位轴肩高度可取小些；轴承的定位轴肩高度应小于内圈厚度；高度可取小些；轴承的定位轴肩高度应小于内圈厚度；轴头长度应小于轮毂宽度；键槽应处于同一加工方向轴头长度应小

44、于轮毂宽度；键槽应处于同一加工方向机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第六章第六章 轴设计小结轴设计小结 轴的强度计算轴的强度计算应力的性质：应力的性质：弯曲应力是对称循环变应力；剪应力不定弯曲应力是对称循环变应力；剪应力不定计算方法：计算方法：防止疲劳断裂防止疲劳断裂 转轴的设计方法转

45、轴的设计方法按扭转强度初算轴端直径按扭转强度初算轴端直径轴的结构设计轴的结构设计受力分析、受力分析、画弯矩图和转矩图画弯矩图和转矩图用弯扭合成强度校核危险截面用弯扭合成强度校核危险截面扭转强度计算扭转强度计算 针对传动轴或初算转轴的最小直径针对传动轴或初算转轴的最小直径弯扭合成强度计算弯扭合成强度计算 针对转轴和心轴针对转轴和心轴轴系的受力分析：轴系的受力分析：注意轴上零件各力的方向、不要忽略注意轴上零件各力的方向、不要忽略轴向力产生的弯矩、弯矩突变处当量弯矩的计算轴向力产生的弯矩、弯矩突变处当量弯矩的计算折合系数折合系数的意义：的意义：将剪应力折合成对称循环变应力将剪应力折合成对称循环变应力

46、机械设计机械设计本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。作作 业业说明：说明：1）去掉锥齿轮，改为联轴器，毂宽）去掉锥齿轮，改为联轴器，毂宽60mm；3）按）按1:2比例绘制比例绘制轴系装配图轴系装配图，并标注各轴段并标注各轴段并标注各轴段并标注各轴段 的尺寸的尺寸的尺寸的尺寸（可用（可用CAD软件绘图）软件绘图）；4）注意轴的转向）注意轴的转向(已给定已给定)及各分力的方向。及各分力的方向。69，大作业，大作业67，直接在书上改错，说明错误原因，直接在书上改错，说明错误原因，最好画一个新的改正图，可以不交。最好画一个新的改正图，可以不交。2）轴承型号）轴承型号730000C指内径待定；指内径待定；